Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh Nguyễn trần an Nghiên cứu thành phần hoá học Của vỏ và rễ cây sắn thuyền (syzygium resinosum (gagnep) merr. Et perry) ở thanh hoá LUậN VĂN THạC Sĩ HóA HọC Chuyên ngành: hoá hữu cơ Mã Số: 60. 44. 27 Ngời hớng dẫn khoa học: PGS. TS. HOàNG VĂN LựU Vinh- 2008 1 Lời cảm ơn Luận văn này đợc hoàn thành tại bộ môn hoá học Hữu cơ trờng Đại học Vinh; Phòng cấu trúc Viện hoá học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn: * PGS . TS. Hoàng Văn Lựu đã giao đề tài, tận tình hớng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn này. * PGS . TS. Chu Đình Kính - Phòng cấu trúc - Viện hoá học - Viện khoa học và công nghệ Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong việc ghi phổ và đánh giá các kết quả phổ thực nghiệm. * PGS . TS, NGƯT. Lê Văn Hạc; PGS. TS. Đinh Xuân Định, TS. Trần Đình Thắng đã góp ý, chỉ dẫn cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. * Ban chủ nhiệm khoa Hoá, Ban chủ nhiệm khoa Đào tạo sau Đại học, Tổ bộ môn hoá hữu cơ; Ban giám hiệu, phòng đào tạo, ban cán bộ và tập thể khoa giáo viên văn hóa trờng quân sự Quân khu 4, tập thể học viên lớp cao học 14 hóa đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi xin đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới những ngời thân trong gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp đã tạo những điều kiện thuận lợi và cổ vũ tinh thần cho tôi trong suốt quá trình thực hiện bản luận văn này. Vinh, tháng 12 năm 2008 Tác giả Nguyễn Trần An 2 3.3.1 Nguyên liệu thực vật 31 3.3.2 3.3.3 3.4 Chơng 4 Xử lí mẫu Xử lí cao Xác định cấu trúc Kết quả và thảo luận 31 32 33 35 4.1 Nguyên liệu thực vật 35 4.2 Chiết xuất và phân lập các chất 35 4.3 Xác định cấu trúc hợp chất A trong mẫu TDR.13 35 4.4 Xác định cấu trúc hợp chất B trong mẫu TDR.7 48 Kết luận 63 Tài liệu tham khảo 64 Mục lục Mở ĐầU 3 Chơng I: Tổng quan 5 1.1 Họ Sim 5 1.1.1 Đại cơng về thực vật học và hoá học cây họ Sim. 5 1.1.2 Thành phần hóa học cây họ sim 7 1.1.2.1 Cây vối 7 1.1.2.2 Cây sim 14 1.1.2.3 Cây gioi 20 1.1.2.4 Cây chổi xuể 22 1.1.2.5 Cây tràm 22 1.1.2.6 Cây bạch đàn chanh 23 1.2 Đại cơng về thực vật học và hóa học cây sắn thuyền 24 1.2.1 Đặc điểm thực vật 24 1.2.2 Thành pần hoá học 24 1.2.3 Mô tả thực vật 27 1.2.4 Sử dụng và hoạt tính sinh học 28 1.2.5 Phân bố 29 Chơng 2 Phơng pháp nghiên cứu 30 2.1 Phơng pháp lấy mẫu 30 2.2 Phơng pháp phân tích hỗn hợp và phân lập các chất 30 2.3 Phơng pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất 30 Chơng 3 Thực nghiệm 31 3.1 Thiết bị 31 3. 2 Hóa chất 31 3.3 Tách các hợp chất của rễ cây sắn thuyền 31 3 Mở đầu 1. Lí do chọn đề tài Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới, gió mùa, lợng ma nhiều, độ ẩm cao nên có hệ thực vật vô cùng phong phú. Theo số liệu thống kê mới nhất thì thảm thực vật ở nớc ta có trên 12000 loài trong đó có trên 3000 loài đợc dùng làm thuốc và gần 600 loài cho cây tinh dầu. Vì vậy, việc bảo tồn các giá trị truyền thống trong y học dân tộc, phát triển và khai thác các loài thực vật có giá trị từ nguồn tài nguyên phong phú ở nớc ta là việc làm cần thiết góp phần xây dựng và phát triển nền kinh tế của đất nớc. Trớc sự phát triển vợt bậc của nghành sinh học phân tử, ng y nay các nhà khoa học trên thế giới đang tập trung nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên. Các loại thuốc đợc điều chế hoàn toàn bằng dợc thảo đang rất đợc quan tâm và sử dụng nhiều. Theo tổ chức y tế thế giới (WHO) hiện nay có khoảng 80% các loại thuốc đang trong giai đoạn thử nghiệm lâm sàng có chứa hợp chất thiên nhiên, trong đó chủ yếu từ cây thuốc. Việc nghiên cứu thành phần hoá học, hoạt tính sinh học của những cây cỏ thiên nhiên ở nớc ta trong nhiều năm trở lại đây tuy đã đợc chú ý nhng vẫn còn nhiều hạn chế, cha đáp ứng đợc yêu cầu, theo tổng hợp từ các nguồn tài liệu của nhiều tác giả thì ở Việt Nam hiện nay có trên 7.000 loài thực vật học bậc cao [6]. Trong số đó đã có trên 2000 loài thực vật đã đợc nhân dân ta sử dụng làm nguồn lơng thực, thực phẩm, lấy gỗ, tinh dầu, thuốc chữa bệnh Trong nhiều loài thực vật đó, họ Sim (Myrtaceae) cũng là một họ lớn, gồm khoảng 100 chi và gần 3000 loài phân bố chủ yếu ở các nớc nhiệt đới và châu Đại Dơng. ở nớc ta họ Sim có khoảng 13 chi với gần 100 loài, chủ yếu đ- ợc dùng để làm thuốc chữa bệnh, trong đó có cây sắn thuyền (Syzygium resinosum (Gagnep) Merr. et Perry) đợc trồng lấy vỏ để sơn thuyền và lá dùng để sát khuẩn, chữa vết thơng nhiễm trùng [4]. Cây sắn thuyền mọc hoang và đ- 4 ợc trồng tại hầu khắp các tỉnh miền Bắc ở nớc ta, đợc sử dụng nhiều trong cuộc sống dân gian nhng cha đợc nghiên cứu nhiều về thành phần hoá học. Chính vì vậy chúng tôi đã chọn đề tài Nghiên cứu thành phần hoá học của vỏ và rễ cây sắn thuyền (Syzygium resinosum (Gagnep) Merr. et Perry) ở Thanh Hoá nhằm góp phần xác định thành phần hoá học của cây sắn thuyền và tìm kiếm nguồn nguyên liệu cho ngành hoá dợc liệu, hơng liệu mỹ phẩm. 2. Nhiệm vụ nghiên cứu. Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ vỏ và rễ cây sắn thuyền. - Lấy mẫu vỏ và rễ cây sắn thuyền. - Chiết với dung môi metanol. - Phân lập các hợp chất bằng phơng pháp sắc ký cột và sắc ký lớp mỏng. - Xác định cấu trúc của các hợp chất bằng các phơng pháp phổ: MS, 1 H NMR, 13 C NMR, DEPT. 3. Đối tợng nghiên cứu. Đối tợng nghiên cứu là cây sắn thuyền, mẫu lấy tại huyện Triệu Sơn - tỉnh Thanh Hoá. 5 Ch¬ng 1 Tæng quan 6 1.1 Họ Sim. 1.1.1 Đại cơng về thực vật học và hoá học cây họ sim. Họ Sim (Myrtaceae) là họ lớn của bộ Sim (Myrtales) thuộc phân lớp hoa hồng lớp hoa lá mầm của ngành thực vật hạt kín. Họ Sim trên thế giới gồm 100 chi vàkhoảng 3000 loài, phân bố chủ yếu ở các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới và châu úc [7]. ở Việt Nam họ Sim gồm 13 chi gần 100 loài đợc phân bố khắp 3 miền: Bắc, Trung, Nam. Các cây thuộc họ Sim có thể là cây gỗ lớn, cây nhỏ, hay cây bụi đợc trồng trong vờn nhà cho quả ăn, cho tinh dầu hay mọc hoang dại ở đồng bằng trung du, miền núi. Lá mọc đối, đơn nguyên, không có lá kèm. Hoa của chúng tập hợp thành cụm, hình chùm, đôi khi mọc đơn độc. Các lá đài dính lại với nhau ở dới thành hình chén, cánh hoa rời nhau và dính trên mép ống đài. Nhị rất nhiều, bất định và xếp không theo một trật tự nào, nhị thờng cuộn lại ở trong nụ, chỉ nhị rời hay dính nhau ở dới thành ống ngắn. Bộ nhị có số lá noãn thờng bằng số cánh hoa hoặc ít hơn, dính lại với nhau thành bầu dới hoặc bầu giữa với số ô tơng ứng số lá noãn, đính noãn trụ giữa, một vòi, một đầu nhuỵ. Quả mọng, thịt, thờng do đế hoa phát triển thành, cũng có khi quả khô mở; Quả mang đài tồn tại ở đỉnh. Hạt không có nội nhũ [10]. 7 Nhiều cây thuộc họ Sim chứa tinh dầu nh cây tràm (Melaleuca leucadendron Linn.); cây chổi xuể (Baeckia frutescens Linn.); cây bạch đàn chanh (Eucalyptus citriodora Hook.F). Tinh dầu của các loại cây này đã đợc tách ra khai thác và sử dụng trong công nghiệp hơng liệu, y học. Các cây khác thuộc họ Sim có nhiều công dụng chữa bệnh nh: Cây ổi (Psidium guajava Linn.), quả để ăn, lá non chữa bệnh đi ngoài; cây sim (Rhodomyrtus tomemntosa (Ait.), Hassk.), lá và hạt làm thuốc đau bụng lỵ; cây đơn tớng quân (Syzygium formosum var.) sắc uống chữa mẩn ngứa, mề đay, dị ứng, viêm họng đỏ, viêm phế quản; cây sắn thuyền (Syzygium resinosum Gagnep., Merr. et Perry), lá ăn gỏi, đắp các viết thơng chảy mủ lâu ngày, chữa bỏng, làm các vết thơng chóng khô; cây vối (Cleistocalyx operculatus (Roxb). Merr. et Perry) lá và nụ nấu nớc uống thay chè vừa thơm vừa tiêu cơm, nớc sắc từ lá vối có tác dụng lên vi khuẩn gây ra bệnh đờng ruột, các vi khuẩn gây bệnh viêm da, có tác dụng trợ tim. Những nghiên gần đây của các nhà khoa học Trung Quốc còn phát hiện một số chất trong cây vối có khả năng loại gốc tự do và hoạt tính kháng khối u. Nớc sắc từ lá vối còn đợc dùng tắm cho trẻ em, chữa bệnh chốc đầu, [4, 7, 8, 11 ]. Trong họ Sim chi lớn nhất là Eugenia (trên thế giới có 600 loài, ở nớc ta có 26 loài đợc chuyển vào chi Syzygium). Những cây trong chi này phần lớn là cây gỗ trung bình và đa số là cây hoang dại. Trong chi này có cây thuốc quí là cây đinh hơng (E. caryophyllata Thunb = Syzygium aromaticum Merr. et Perry), có nụ dùng làm thuốc và gia vị. Một số loài thuộc chi Eugenia đã đợc tách ra và đặt vào chi mới nh cây gioi (Syzygium jambos (L.) Alston = Eugenia jambos L.), có quả ăn ngon. Dọc theo bờ biển miền Trung có cây tràm hay chè đồng (Malaleuca leucadendron L.) là cây to có vỏ xốp, bong từng mảnh rất dễ bóc. Lá hình mác nhọn, cuống ngắn, gân hình cung, hoa có màu vàng nhạt mọc thành bông. Cây mọc thành rừng thuần loại đất phèn ở ven biển, còn gặp ở một số vùng biển phía Bắc. Vỏ cây dùng để xảm thuyền, lá dùng cất tinh dầu. 8 Trên các đồi đất ở vùng trung du có cây Chổi xuể (Baeckea frutescens L.), thờng gặp mọc xen lẫn với các cây sim, mua. Là cây bụi thấp, phân nhánh nhiều, có lá hình sợi dễ rụng, cây có lá dùng để chiết dầu thơm gọi là dầu chổi để xoa bóp, khi pha với rợu thì thành rợu chổi. Trên các đồi trọc, trong các công viên, các vờn và đờng cái có trồng nhiều loài thuộc chi Eucalyptus. Chúng là cây nhập nội, trên thế giới có hơn 300 loài, phân bố chủ yếu ở châu úc và Malaysia, sống trong những điều kiện sinh thái khác nhau. Hầu hết là cây lớn, có thể cao tới 100 m. Nhiều loài cho tinh dầu khác nhau. Gỗ của chúng tốt có thể dùng vào nhiều việc khác nhau. ở nớc ta hiện có trồng nhiều loài nh: bạch đàn trắng (E. camaldulensis Dehahardt) có gỗ dùng làm tà vẹt, và làm bột giấy. Cây bạch đàn lá liễu hay long duyên (E. exserta F. v. Muell.) là cây trồng làm cảnh ở các công viên, có gỗ nâu, cứng dùng trong xây dựng hay làm gỗ trụ mỏ; dầu làm thuốc sát trùng, trị cảm, giảm ho. Cây bạch đàn chanh (E. maculata H.K. var. citriodora (Hoof. F)) trồng làm cảnh và gây rừng vệ sinh, có gỗ màu xám, thơm cứng dùng đóng thuyền, rễ và lá cành dùng cất tinh dầu thơm, dùng làm thuốc bổ dạ dày, giải cảm, giảm đau đầu, giảm ho, sát trùng, chữa viêm cuống phổi. Cây bạch đàn nhựa (E. Resinifera Sm.) có lá nhỏ dài hẹp, dùng làm thuốc ho long đờm. Cây bạch đàn đỏ hay bạch đàn lá mít (E. robusta J. E. Smith) trồng lấy bóng mát, có gỗ dùng làm trụ cầu, nền tầu, trụ mỏ, tà vẹt, bột giấy, còn đợc dùng làm thuốc chữa cảm, sát trùng, giảm ho. Cây bạch đàn lá nhỏ hay khuynh diệp (E. tercticornis J. E. Smith) có gỗ không bị mối mọt và chiu nớc mặn, dùng làm tà vẹt, đóng thành tàu và cũng đợc dùng làm thuốc long đờm, sát trùng và chữa ho [3, 4, 8]. 1.1.2. Thành phần hóa học các cây họ Sim . 1.1.2.1. Cây vối (Eugenia operculata Roxb.) (Syn. Cleistocalytas Roxb. Merr. et Perry). Nghiên cứu thành phần hóa học của cây vối các nhà khoa học Trung Quốc đã thu đợc kết quả đợc dẫn ở bảng 1.1 dới đây : Bảng 1.1 : Thành phần hóa học của tinh dầu lá vối và nụ hoa vối ở 9 Quảng Châu Trung Quốc Thành phần hóa học % (lá vối) Thành phần hóa học % (nụ hoa vối) -pinen 0,85 -pinen 4,70 -pinen 1,80 -pinen 1,80 -myrcen 1,80 -myrcen 7,25 Z--ocimen 53,18 Z--ocimen 36,39 E--ocimen 4,5 E--ocimen 8,35 2,5,5-trimetyl-1,6- heptadien 0,90 Linalool 0,75 3,4-dimetyl-2,4,6- octatrien 1,27 3,4-dimetyl-2,4,6-octatrien 1,40 Carvyl acetat 1,28 Fenchen 0,40 Terpynyl acetat 0,15 Metyl salixylat 0,10 geraniol 1,03 Geranyl acetat 0,10 (Z)-caryophyllen 3,62 Terpinyl acetat 0,57 aromadendren 0,55 Geraniol 2,28 Humulen 1,05 Alloaromadendren 2,06 -munrolen 0,36 Humulen 2,47 -guaien 0,66 -muurolen 2,10 -guaien 0,47 cis-caryophyllen 3,46 Nerolidol 2,16 -guaien 1,01 Octahidro3,6,8,8- tetrametyl-3a,7- metanazulen 4,19 Cis-1,3-dimetyl-8- izopropylbicyclo[4,4,0]deca 1,4-dien 1,47 -cadinol 0,54 -cadinen 2,01 Farnesol 0,32 Nerolidol 0,38 Theo tác giả Hoàng Văn Lựu [5], lần đầu tiên nghiên cứu thành phần hoá học cây Vối ở Nghệ An đã thu đợc kết quả sau: -Xác định thành phần hoá học của tinh dầu lá vối lấy ở ba địa điểm khác nhau tại Nghệ An (Quế Phong; Tân Kỳ; thành phố Vinh) thấy hàm lợng tinh dầu lá vối cao nhất ở huyện Quế Phong là 0,40%, thấp nhất là ở thành phố Vinh (0,10%) còn các địa phơng khác ở Nghệ An là 0,2%. Thành phần hóa học của tinh dầu lá vối có chín cấu tử chính trong đó có bốn thành phần chiếm tỷ lệ cao 10